CN111485612B - 一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于排污领域，具体涉及一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元及其实现方法，包括马桶、由延时开关控制的出水装置、联动阀门、气动阀、储污容器、止回阀、换向阀、双作用真空泵、真空罐和压缩空气罐。本发明的优点在于本发明通过机械式结构控制储污容器的排放，无需借助电子探头，解决了现有技术中电子探头容易失效的问题，而且本发明的气嘴是朝储污容器内部吹气，能够避免气嘴的第一流道被堵塞，进而保证产品质量，延长使用寿命。

Description

一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元及其实现方法

技术领域

本发明属于排污领域，具体涉及一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元及其实现方法。

背景技术

厕所后面一般连接一个大的废污收集泵站，一个废污收集泵站管好几个厕所，这种废污收集泵站占地面积大，可控性差，因此申请人希望在厕所上应用单体式结构的泵站，现有单体式泵站结构较为很复杂，而且是电控装置，需要用到探头等许多电子元器件来控制泵站的工作。这种电控式的结构有以下问题：1、马桶里有卫生纸、纸屑等介质，会对马桶探头有影响；2、马桶内的介质起泡时会沾在马桶内壁上，影响探头工作；3、装置长期处于潮湿环境下，电子元器件容易失敏。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元及其实现方法的技术方案。

所述的一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元，其特征在于包括马桶、由延时开关控制的出水装置、联动阀门、气动阀、储污容器、止回阀、换向阀、双作用真空泵、真空罐和压缩空气罐，马桶具有进水口和第一排污口，出水装置与联动阀门通过管道连接，联动阀门分别与马桶的进水口和气动阀通过管道连接，气动阀分别与马桶的第一排污口和储污容器的进污口通过管道连接；储污容器的上端设置气口，侧部设置液位口，液位口上设置气嘴，气嘴的中心开设与储污容器内腔连通的第一流道，气嘴的四周开设与第一流道连通的第一腔体；换向阀的内腔前端设置第一隔膜，第一隔膜将换向阀内腔的前端分为第二腔体和第三腔体，换向阀的内腔后端滑动配合活塞柱，活塞柱与第一隔膜配合连接，换向阀的内腔还设置用于压紧第一隔膜的第一弹簧，活塞柱上开设第二流道，换向阀上开设与第二腔体连通的第三流道、与第三腔体连通的第四流道、与第二流道连通的第五流道、第六流道和第七流道，第五流道与储污容器的气口通过管道连接，当活塞柱朝前滑动到最大位置时，第二流道与第六流道连通，当活塞柱朝后滑动到最大位置时，第二流道与第七流道连通；双作用真空泵的两端分别与真空罐和压缩空气罐配合连接，真空罐分别与第四流道和第六流道通过管道连接，压缩空气罐分别与第七流道、联动阀门及气嘴的第一流道通过管道连接，第三流道与气嘴的第一腔体通过管道连接，储污容器的第二排污口与止回阀通过管道连接。

所述的一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元，其特征在于联动阀门包括第一壳体，第一壳体上下依次设置第一开口、第二隔膜、滑动配合口、阀口和第二开口，第一壳体的内腔上下依次由第二隔膜、滑动配合口和阀口分隔为第四腔体、第五腔体、第六腔体和第七腔体，第一壳体上开设第三开口和第四开口，第三开口与第四腔体连通，第三开口通过管道与马桶的进水口连接，第四开口与第六腔体连通，第四开口通过管道与压缩空气罐连接，第二隔膜固定连接阀杆，阀杆与滑动配合口滑动配合，阀杆的下端设置用于堵住阀口的阀芯，阀芯位于第七腔体，第一壳体上设置用于连通第五腔体和第六腔体的第八流道。

所述的一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元，其特征在于第一壳体上设置导管，第八流道由导管形成。

所述的一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元，其特征在于阀杆上固定配合挡板，挡板位于第五腔体，用于与滑动配合口挡接，阀杆上套设第二弹簧，第二弹簧的两端分别与挡板和第二隔膜连接。

所述的一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元，其特征在于还包括用于控制双作用真空泵工作的控制器。

所述的一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元，其特征在于还包括用于感应真空罐内部压力的第一传感器、用于感应压缩空气罐内部压力的第二传感器，控制器分别与双作用真空泵、第一传感器和第二传感器电连接。

所述的一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元，其特征在于活塞柱的前端具有凸缘，第一弹簧的两端分别与活塞柱的凸缘和第三腔体的后端内壁连接。

所述的一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元，其特征在于第二流道为环状结构。

所述的一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元，其特征在于第五流道还与止回阀通过管道连接；压缩空气罐与第一流道连接的管道孔径为0.5-1.5cm；第四流道孔径为0.1-0.2cm；气动阀为气动隔膜阀。

上述的一种真空污水排放单元的实现方法，其特征在于包括：

启动出水装置，出水装置给马桶输水，出水装置输出的水经过联动阀门，使联动阀门打开，双作用真空泵输出压缩空气的一端给压缩空气罐输入压缩空气，压缩空气罐通过打开的联动阀门将压缩空气输入气动阀，并使气动阀打开，同时，双作用真空泵抽吸空气的一端作用于真空罐，真空罐一边从换向阀的第三腔体内抽吸空气，一边依次通过换向阀的第六流道、活塞柱的第二流道、换向阀的第五流道及储污容器的气口从储污容器内部抽吸空气，储污容器内的负压经打开的气动阀传递至马桶内，马桶内的污物被抽吸到储污容器内；

压缩空气罐同时通过气嘴的第一流道往储污容器内吹气，送入第一流道的压缩空气在第一腔体内形成负压，该负压连通至换向阀的第二腔体，在第二腔体和第三腔体之间设置第一隔膜，第一隔膜两侧的压力保持压力平衡；

当储污容器内的污物上升至堵住气嘴的高度时，第一腔体内的负压减弱，使第二腔体内的压力变大，进而使第一隔膜带动活塞柱移动，进而使第二流道不再与第六流道连通，改为与第七流道连通，进而使压缩空气罐依次通过第七流道、第二流道、第五流道连通至储污容器的气口，压缩空气罐往气口输送压缩空气，将储污容器内的污物从其第二排污口排走。

与现有技术相比，本发明的优点在于本发明通过机械式结构控制储污容器的排放，无需借助电子探头，解决了现有技术中电子探头容易失效的问题，而且本发明的气嘴是朝储污容器内部吹气，能够避免气嘴的第一流道被堵塞，进而保证产品质量，延长使用寿命。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中A处放大图；

图3为图1中B处放大图；

图4为图1中C放大图。

图中：马桶1、出水装置2、联动阀门3、气动阀4、储污容器5、止回阀6、换向阀7、双作用真空泵8、真空罐9和压缩空气罐10、进水口11、第一排污口12、第一腔体13、气口14、气嘴15、第一流道16、第一隔膜17、第二腔体18、第三腔体19、活塞柱20、第一弹簧21、第二流道22、第三流道23、第四流道24、第五流道25、第六流道26、第七流道27、第一壳体28、第一开口29、第二隔膜30、滑动配合口31、阀口32、第二开口33、第四腔体34、第五腔体35、第六腔体36、第七腔体37、第三开口38、第四开口39、阀杆40、阀芯41、导管42、挡板43、第二弹簧44、控制器45、第一传感器46、第二传感器47。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图所示，一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元，包括马桶1、由延时开关控制的出水装置2、联动阀门3、气动阀4、储污容器5、止回阀6、换向阀7、双作用真空泵8、真空罐9和压缩空气罐10，马桶1具有进水口11和第一排污口12，出水装置2与联动阀门3通过管道连接，联动阀门3分别与马桶1的进水口11和气动阀4通过管道连接，气动阀4分别与马桶1的第一排污口12和储污容器5的进污口通过管道连接；储污容器5的上端设置气口14，侧部设置液位口，液位口上设置气嘴15，气嘴15的体积可以设计成小拇指大小，气嘴15的中心开设与储污容器5内腔连通的第一流道16，气嘴15的四周开设与第一流道16连通的第一腔体13；换向阀7的内腔前端设置第一隔膜17，第一隔膜17将换向阀7内腔的前端分为第二腔体18和第三腔体19，换向阀7的内腔后端滑动配合活塞柱20，活塞柱20与第一隔膜17配合连接，换向阀7的内腔还设置用于压紧第一隔膜17的第一弹簧21，活塞柱20上开设第二流道22，换向阀7上开设与第二腔体18连通的第三流道23、与第三腔体19连通的第四流道24、与第二流道22连通的第五流道25、第六流道26和第七流道27，第五流道25与储污容器5的气口14通过管道连接，当活塞柱20朝前滑动到最大位置时，第二流道22与第六流道26连通，当活塞柱20朝后滑动到最大位置时，第二流道22与第七流道27连通；双作用真空泵8的两端分别与真空罐9和压缩空气罐10配合连接，真空罐9分别与第四流道24和第六流道26通过管道连接，压缩空气罐10分别与第七流道27、联动阀门3及气嘴15的第一流道16通过管道连接，第三流道23与气嘴15的第一腔体13通过管道连接，储污容器5的第二排污口与止回阀6通过管道连接。

作为本发明的优化结构：联动阀门3包括第一壳体28，第一壳体28上下依次设置第一开口29、第二隔膜30、滑动配合口31、阀口32和第二开口33，第一壳体28的内腔上下依次由第二隔膜30、滑动配合口31和阀口32分隔为第四腔体34、第五腔体35、第六腔体36和第七腔体37，第一壳体28上开设第三开口38和第四开口39，第三开口38与第四腔体34连通，第三开口38通过管道与马桶1的进水口11连接，第四开口39与第六腔体36连通，第四开口39通过管道与压缩空气罐10连接，第二隔膜30固定连接阀杆40，阀杆40与滑动配合口31滑动配合，阀杆40的下端设置用于堵住阀口32的阀芯41，阀芯41位于第七腔体37，第一壳体28上设置用于连通第五腔体35和第六腔体36的第八流道。

作为本发明的优化结构：第一壳体28上设置导管42，第八流道由导管42形成。

作为本发明的优化结构：阀杆40上固定配合挡板43，挡板43位于第五腔体35，用于与滑动配合口31挡接，阀杆40上套设第二弹簧44，第二弹簧44的两端分别与挡板43和第二隔膜30连接。

作为本发明的优化结构：还包括用于控制双作用真空泵8工作的控制器45。

作为本发明的优化结构：还包括用于感应真空罐9内部压力的第一传感器46、用于感应压缩空气罐10内部压力的第二传感器47，控制器45分别与双作用真空泵8、第一传感器46和第二传感器47电连接。

作为本发明的优化结构：活塞柱20的前端具有凸缘，第一弹簧21的两端分别与活塞柱20的凸缘和第三腔体19的后端内壁连接。

作为本发明的优化结构：第二流道22为环状结构。

作为本发明的优化结构：第五流道25还与止回阀6通过管道连接。

作为本发明的优化结构：压缩空气罐10与第一流道16连接的管道孔径为0.5-1.5cm；第四流道24孔径为0.1-0.2cm；气动阀4为常规的气动隔膜阀。

上述的双作用真空泵8为公知技术，其一端抽真空，另一端用作空气压缩机。

上述的联动阀门3可由其它具有类似作用的阀门取代。

工作过程：按动延时开关，出水装置2出水，水经第一开口29进入第一壳体28的第四腔体34，再经第三开口38和进水口11进入马桶1，进入第四腔体34的水同时会挤压第二隔膜30，第二隔膜30带动阀杆40和阀芯41下移，阀芯41不再堵住阀口32，压缩空气罐10输出压缩空气，压缩空气先后经过第四开口39、第六腔体36、阀口32、第七腔体37和第二开口33进入气动阀4，使气动阀4打开。与此同时，压缩空气罐10往气嘴15的第一流道16输送压缩空气，该部分压缩空气吹入储污容器5内，往第一流道16输送的压缩空气同时在第一腔体13内形成负压，使得第一腔体13处的绝对气压保持在50kpa左右，与此同时，真空罐9通过第四流道24从换向阀7的第三腔体19抽真空，使得第三腔体19内的绝对气压保持在30kpa左右，这部分气压加上第一弹簧21的弹簧力正好大于第一腔体13的绝对气压，由于第一腔体13连通至换向阀7的第二腔体18，因此使得第一隔膜17被朝前挤压，第一隔膜17带动活塞柱20保持在朝前的最大位置，此时第六流道26正好与第二流道22连通，因此真空罐9依次通过第六流道26、第二流道22、第五流道25连通至储污容器5的气口14，从气口14处抽真空，使得马桶1内的污物依次经过第一排污口12、气动阀4、储污容器5的进污口进入储污容器5，当污物过多，堵住储污容器5的液位口，即堵住气嘴15的第一流道16时，第一腔体13处的绝对压强上升至80kpa左右，大于第三腔体19处绝对压强与第一弹簧21弹簧力的和值，使得第一隔膜17带动活塞柱20往后移动，进而使第二流道22不再与第六流道26连通，改为与第七流道27连通，进而使压缩空气罐10依次通过第七流道27、第二流道22、第五流道25连通至储污容器5的气口14，压缩空气罐10往气口14输送压缩空气，将储污容器5内的污物从第二排污口排走，止回阀6可以防止污物倒流。

上述真空污水排放单元的实现方法，包括：

启动出水装置2，出水装置2给马桶1输水，出水装置输出的水经过联动阀门3，使联动阀门3打开，双作用真空泵8输出压缩空气的一端给压缩空气罐10输入压缩空气，压缩空气罐10通过打开的联动阀门3将压缩空气输入气动阀4，并使气动阀4打开，同时，双作用真空泵8抽吸空气的一端作用于真空罐9，真空罐9一边从换向阀7的第三腔体19内抽吸空气，一边依次通过换向阀7的第六流道26、活塞柱20的第二流道22、换向阀7的第五流道25及储污容器5的气口14从储污容器5内部抽吸空气，储污容器5内的负压经打开的气动阀4传递至马桶1内，马桶1内的污物被抽吸到储污容器5内；

压缩空气罐10同时通过气嘴15的第一流道16往储污容器5内吹气，送入第一流道16的压缩空气在第一腔体13内形成负压，该负压连通至换向阀7的第二腔体18，在第二腔体18和第三腔体19之间设置第一隔膜17，第一隔膜17两侧的压力保持压力平衡；

当储污容器5内的污物上升至堵住气嘴15的高度时，第一腔体13内的负压减弱，使第二腔体18内的压力变大，进而使第一隔膜17带动活塞柱20移动，进而使第二流道22不再与第六流道26连通，改为与第七流道27连通，进而使压缩空气罐10依次通过第七流道27、第二流道22、第五流道25连通至储污容器5的气口14，压缩空气罐10往气口14输送压缩空气，将储污容器5内的污物从其第二排污口排走。

需要说明的是以上内容中提到的“30kpa”“50kpa”、“80kpa”均为参考值，其数值可通过改变本发明中的对应部件的形状、大小及双作用真空泵8的功率加以改变。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元，其特征在于包括马桶（1）、由延时开关控制的出水装置（2）、联动阀门（3）、气动阀（4）、储污容器（5）、止回阀（6）、换向阀（7）、双作用真空泵（8）、真空罐（9）和压缩空气罐（10），马桶（1）具有进水口（11）和第一排污口（12），出水装置（2）与联动阀门（3）通过管道连接，联动阀门（3）分别与马桶（1）的进水口（11）和气动阀（4）通过管道连接，气动阀（4）分别与马桶（1）的第一排污口（12）和储污容器（5）的进污口通过管道连接；储污容器（5）的上端设置气口（14），侧部设置液位口，液位口上设置气嘴（15），气嘴（15）的中心开设与储污容器（5）内腔连通的第一流道（16），气嘴（15）的四周开设与第一流道（16）连通的第一腔体（13）；换向阀（7）的内腔前端设置第一隔膜（17），第一隔膜（17）将换向阀（7）内腔的前端分为第二腔体（18）和第三腔体（19），换向阀（7）的内腔后端滑动配合活塞柱（20），活塞柱（20）与第一隔膜（17）配合连接，换向阀（7）的内腔还设置用于压紧第一隔膜（17）的第一弹簧（21），活塞柱（20）上开设第二流道（22），换向阀（7）上开设与第二腔体（18）连通的第三流道（23）、与第三腔体（19）连通的第四流道（24）、与第二流道（22）连通的第五流道（25）、第六流道（26）和第七流道（27），第五流道（25）与储污容器（5）的气口（14）通过管道连接，当活塞柱（20）朝前滑动到最大位置时，第二流道（22）与第六流道（26）连通，当活塞柱（20）朝后滑动到最大位置时，第二流道（22）与第七流道（27）连通；双作用真空泵（8）的两端分别与真空罐（9）和压缩空气罐（10）配合连接，真空罐（9）分别与第四流道（24）和第六流道（26）通过管道连接，压缩空气罐（10）分别与第七流道（27）、联动阀门（3）及气嘴（15）的第一流道（16）通过管道连接，第三流道（23）与气嘴（15）的第一腔体（13）通过管道连接，储污容器（5）的第二排污口与止回阀（6）通过管道连接。

2.根据权利要求1所述的一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元，其特征在于联动阀门（3）包括第一壳体（28），第一壳体（28）上下依次设置第一开口（29）、第二隔膜（30）、滑动配合口（31）、阀口（32）和第二开口（33），第一壳体（28）的内腔上下依次由第二隔膜（30）、滑动配合口（31）和阀口（32）分隔为第四腔体（34）、第五腔体（35）、第六腔体（36）和第七腔体（37），第一壳体（28）上开设第三开口（38）和第四开口（39），第三开口（38）与第四腔体（34）连通，第三开口（38）通过管道与马桶（1）的进水口（11）连接，第四开口（39）与第六腔体（36）连通，第四开口（39）通过管道与压缩空气罐（10）连接，第二隔膜（30）固定连接阀杆（40），阀杆（40）与滑动配合口（31）滑动配合，阀杆（40）的下端设置用于堵住阀口（32）的阀芯（41），阀芯（41）位于第七腔体（37），第一壳体（28）上设置用于连通第五腔体（35）和第六腔体（36）的第八流道。

3.根据权利要求2所述的一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元，其特征在于第一壳体（28）上设置导管（42），第八流道由导管（42）形成。

4.根据权利要求2所述的一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元，其特征在于阀杆（40）上固定配合挡板（43），挡板（43）位于第五腔体（35），用于与滑动配合口（31）挡接，阀杆（40）上套设第二弹簧（44），第二弹簧（44）的两端分别与挡板（43）和第二隔膜（30）连接。

5.根据权利要求1-4中任一所述的一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元，其特征在于还包括用于控制双作用真空泵（8）工作的控制器（45）。

6.根据权利要求5所述的一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元，其特征在于还包括用于感应真空罐（9）内部压力的第一传感器（46）、用于感应压缩空气罐（10）内部压力的第二传感器（47），控制器（45）分别与双作用真空泵（8）、第一传感器（46）和第二传感器（47）电连接。

7.根据权利要求1-4中任一所述的一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元，其特征在于活塞柱（20）的前端具有凸缘，第一弹簧（21）的两端分别与活塞柱（20）的凸缘和第三腔体（19）的后端内壁连接。

8.根据权利要求1-4中任一所述的一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元，其特征在于第二流道（22）为环状结构。

9.根据权利要求1-4中任一所述的一种无需集中泵站楼宇居民真空污水排放单元，其特征在于第五流道（25）还与止回阀（6）通过管道连接；压缩空气罐（10）与第一流道（16）连接的管道孔径为0.5-1.5cm；第四流道（24）孔径为0.1-0.2cm；气动阀（4）为气动隔膜阀。

10.一种如权利要求1-9中任一所述的真空污水排放单元的实现方法，其特征在于包括：

启动出水装置（2），出水装置（2）给马桶（1）输水，出水装置输出的水经过联动阀门（3），使联动阀门（3）打开，双作用真空泵（8）输出压缩空气的一端给压缩空气罐（10）输入压缩空气，压缩空气罐（10）通过打开的联动阀门（3）将压缩空气输入气动阀（4），并使气动阀（4）打开，同时，双作用真空泵（8）抽吸空气的一端作用于真空罐（9），真空罐（9）一边从换向阀（7）的第三腔体（19）内抽吸空气，一边依次通过换向阀（7）的第六流道（26）、活塞柱（20）的第二流道（22）、换向阀（7）的第五流道（25）及储污容器（5）的气口（14）从储污容器（5）内部抽吸空气，储污容器（5）内的负压经打开的气动阀（4）传递至马桶（1）内，马桶（1）内的污物被抽吸到储污容器（5）内；

压缩空气罐（10）同时通过气嘴（15）的第一流道（16）往储污容器（5）内吹气，送入第一流道（16）的压缩空气在第一腔体（13）内形成负压，该负压连通至换向阀（7）的第二腔体（18），在第二腔体（18）和第三腔体（19）之间设置第一隔膜（17），第一隔膜（17）两侧的压力保持压力平衡；

当储污容器（5）内的污物上升至堵住气嘴（15）的高度时，第一腔体（13）内的负压减弱，使第二腔体（18）内的压力变大，进而使第一隔膜（17）带动活塞柱（20）移动，进而使第二流道（22）不再与第六流道（26）连通，改为与第七流道（27）连通，进而使压缩空气罐（10）依次通过第七流道（27）、第二流道（22）、第五流道（25）连通至储污容器（5）的气口（14），压缩空气罐（10）往气口（14）输送压缩空气，将储污容器（5）内的污物从其第二排污口排走。

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